[發明專利]一種利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法

有效

• 申請號: 201310428946.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103498063A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 徐惠彬;白洪波;張花蕊;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;B22D21/06
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于該純凈化熔煉的步驟為：

步驟1：將氧化釔坩堝及已充分預熱的錠模安裝在真空感應熔煉爐內，清理坩堝及錠模，并在澆口杯上加裝氧化鋁或氧化釔陶瓷過濾網；

錠模：將鋼錠模、或者經造型砂箱造型后的石墨錠模、氧化釔模殼，放入電阻爐中，升溫至600～900℃，保溫2～4h，以待將充分預熱的錠模裝入真空感應爐鑄模室內，用以澆注；

氧化釔坩堝及錠模清理：采用除塵器將氧化釔坩堝及錠模內壁清理干凈；

步驟2：在氧化釔坩堝中先加入三分之一已預處理后的高溫合金返回料后，加入碳，然后再加入剩余的返回料，關閉真空感應熔煉爐爐門；

加碳量：100公斤的返回料中加入0.01～0.2公斤的碳，具體加入量根據合金成分允許的碳含量范圍和返回料中的實際含碳量而定；

步驟3：對真空感應熔煉爐進行抽真空，使得爐內真空度達到0.05Pa后開始送電,此時要以小功率為5～15KW加熱10～15min，增大功率至15～25KW繼續加熱5～10min后，增大功率至30～40KW，直至爐料全部熔清；

步驟4：當加熱至爐料溫度為1600℃～2000℃時，抽真空直至爐內真空度≤1Pa,開始精煉，精煉時間為10～30min；

步驟5：精煉結束后，進行爐前成分分析，當不符合返回料合金成分允許的范圍時，進行相應元素的成分調整，待爐料成分調整至合金成分允許范圍時，停止送電2～5min，然后以功率10～15KW給電，測得爐料溫度為1400℃～1500℃時，進行澆注成型。

2.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：經純凈化熔煉處理后返回料的O、N含量降低至5ppm以下。

3.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：能夠對GH4169合金、K424合金、DZ17G合金、DZ125合金、K417合金或者Ni₃Al合金等含有較多鈦、鋁、鉿等活潑元素的高溫合金返回料進行純凈化熔煉處理，處理后的合金的O、N含量降低至5ppm以下。

4.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：所述步驟1中對氧化釔坩堝及錠模的清理是采用除塵器將其內壁清理干凈。

5.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：所述步驟2中對高溫合金返回料的預處理為，采用常規工藝對返回料進行吹砂或者打磨處理后，再利用工業用超聲波清洗劑或丙酮在頻率為30～50KHz的條件下，超聲清洗5～10min，清洗后放于烘箱內于80～120℃條件下烘干10～30min，得到預處理后的高溫合金返回料。

6.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：所述步驟2中對碳的加入是以碳或返回料-碳中間合金形式加入的。

7.根據權利要求1所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：置入真空感應熔煉爐內坩堝的材料為氧化釔。

8.根據權利要求7所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：氧化釔坩堝使用溫度達1600～2000℃，能夠提高碳元素的活度，利于脫氧脫氮凈化合金液。

9.根據權利要求7所述的利用氧化釔坩堝對高溫合金返回料進行純凈化熔煉的方法，其特征在于：氧化釔坩堝具有高的穩定性，高溫下難以與熔煉返回料中含有的活潑金屬Al、Ti、Hf、Nb、Ta、Zr、Re、B及稀土元素等發生反應，減少了氧化釔坩堝向熔煉返回料中供氧，適用于純凈化熔煉處理含有較高含量活性元素的高溫合金返回料。